钴基合金-不锈钢梯度强化材料低应力多碰塑变分析

目的研究钴基合金-不锈钢梯度强化材料抵抗低应力多碰塑性变形的能力,以改善单一涂层应力集中问题。方法制备指数梯度和线性梯度涂层试样,与304不锈钢基体试样一起进行低应力多碰实验,比较分析3种材料的塑性变形量、硬度变化量与金相组织变化。结果线性梯度涂层试样的累积塑性变形量约为304不锈钢的1/2,指数梯度涂层试样的累积塑性变形量约为304不锈钢的1/3;两种涂层试样均存在循环硬化及软化现象,硬度值由表及里逐渐减小,多碰后塑性变形符合"趋表效应"。结论两种梯度涂层强化材料的抗低应力多碰塑变能力均明显优于未强化材料,且指数梯度强化材料性能优于线性梯度强化材料。     

双向拉应力条件下锻件内部孔洞缺陷的模拟分析

采用有限元技术对受双向拉应力作用的正方体锻件的内部中心孔洞进行了模拟分析.得出结论:不同的拉应力比值是影响锻件内部孔洞体积、短轴变化的主要因素,孔洞长轴的变化则主要取决于锻件的变形率.     

TRIP钢单双向应力状态下的材料行为

TRIP钢中残余奥氏体的马氏体相变是TRIP钢相变增塑的重要基础,与材料的宏观应力应变状态密切相关。为探索这一微观材料行为与宏观变形条件间的对应关系,该文对低碳Si-Mn TRIP600钢杯突变形顶部与过渡区的材料行为进行研究。研究结果表明,杯突过程中变形区顶部为等双拉平面应力状态,过渡区为单拉平面应力状态;TRIP钢的马氏体相变对应变条件非常敏感,随变形量的增加,无论变形区顶部还是过渡区的残余奥氏体体积分数,均呈近线性降低趋势,但随应变的增加则呈逐渐饱和趋势;与底部相比,顶部等双拉平面应力状态更利于残余奥氏体的马氏体相变,在近相同应变条件下,等双拉平面应力状态下的残余奥氏体含量明显低于单拉平面应力状态。Si-Mn TRIP600钢在6%应变条件下,等双拉平面应力状态与单拉平面应力状态的残余奥氏体含量相差约7%。     

脆性材料的亚临界裂纹扩展和双向应力影响的数值模拟

脆性材料的破坏通常是瞬态快速断裂,亚临界慢裂纹扩展特别是宏观慢扩展,很难在实验中观察.它一定程度上制约了玻璃陶瓷等材料的失效过程分析和阻力特性研究.本研究利用MFPA2D(Material Failure Process Analysis)软件成功地模拟了玻璃类脆性材料在平面应力状态下承受单向、双向应力时的亚临界裂纹扩展全过程,着重研究了脆性材料的慢裂纹扩展和扩展速度所受双向应力的影响,并讨论这种影响的机理和作用.通过声发射特性的数值模拟得到脆性材料在单向及双向应力状态下的亚临界裂纹扩展长度-荷载步曲线.结果表明,平行于裂纹面的拉应力对裂纹扩展有一定程度的阻碍作用,而平行于裂纹的压应力对裂纹有驱动效果.该数值实验结果与相关的实验结果取得了较好的一致,表明数值实验的可靠性,从而为脆性材料的可靠性和寿命评价提供理论基础和手段.     

机械合金化制备Cu-Cr合金时效强化特性的研究

采用机械合金化工艺制成Cu—Cr合金粉末,然后热压成形制备铜铬合金。采用XRD、TEM分析机械合金化过程中Cu-Cr合金粉末的显微组织和晶粒大小,测试了热压成形后Cu—Cr合金的力学和电学性能,探讨了材料的强化机制和热压温度对组织性能的影响。结果表明,Cu—Cr合金粉末可通过机械合金化获得过饱和固溶体,热压成形后,组织细小均匀,具有优良的综合性能。该合金经840℃热压并保温2h后,其强度达最大值,显微硬度为205．3HV,抗拉强度633．5MPa,电导率为80．4％IACS。合金中过饱和的Cr原子的作用是使合金沉淀强化。     

热环境复杂加载下各向异性板料屈服轨迹和等效应力-应变关系的建立

进行了热态环境双向拉伸的各向异性金属板材复杂加载条件下力学性能试验。设计的针对两种不同厚度条件的热环境双向拉伸十字形试件能有效增加中心区的变形量,满足试验需求;试验环境可达800℃,可完成对碳钢等高结晶温度材料的试验;通过比例阀加载位移控制,可得到高温下完整的材料屈服轨迹;采用光学散斑方法测量应变,获得全场高精度应变数据,且该方法减少了工作量和试验成本。利用不同加载应变比条件下得到的应变和拉伸力,结合单位体积等塑性功原理得到材料在高温下等效应力-应变曲线,为研究热环境复杂载荷下材料力学性能提供了依据。     

热障涂层系统的热梯度机械疲劳应力分析

基于IN738高温合金基体上涂覆的热障涂层系统(Thermal barrier coating system,TBCs),分析热循环和热梯度机械疲劳加载条件下涂层的应力分布及演变。通过有限元分析研究了热生长氧化层(Thermally growth oxidation,TGO)的应力分布,以预测不同载荷作用下TBCs的失效行为。结果可知,在热循环的基础上施加应变载荷会造成TGO应力性质及大小的改变。只施加温度载荷,在加热过程中TGO/粘结层(Bond coat,BC)界面波峰位置会承受轴向较大的拉伸应力,裂纹多会在此处萌生,且以层间开裂的方式失效。而在温度与机械载荷的共同作用下,冷却过程中会承受较大的拉伸应力,显著增大的轴向应力与径向应力共同作用,使垂直于TGO/BC界面的裂纹沿着界面方向扩展,从而造成陶瓷层(Top coat,TC)剥落。进一步对比分析了同相和反相加载时的应力分布,结果表明反相加载时一次循环周期内会产生拉伸平均应力,更易发生TBCs的失效。     

TC4钛合金激光冲击强化与喷丸强化的残余应力模拟分析

目的 通过对激光冲击强化和喷丸强化后的试样进行残余应力测试分析,得出两种工艺在残余应力形成机理、残余应力层深以及残余应力均匀性等方面的差异.方法 一方面采用有限元方法 模拟激光冲击强化及喷丸强化的过程,将材料在两种强化冲击下的响应进行对比,研究残余应力的形成过程,并对残余应力场的分布规律进行总结分析.另一方面,分别用两种强化技术处理TC4钛合金的表面,并用剥层X射线衍射实验测试材料表层的残余应力.最后将实验结果 与测试结果 进行对比,验证有限元模拟的有效性.结果 当这两种强化效果产生-500 MPa的表面平均残余应力时,激光冲击强化后的TC4钛合金表层残余压应力层深度可达0.6 mm以上,而喷丸强化后的TC4钛合金表层残余压应力层深度只有0.15 mm左右.结论 由于诱发材料塑性变形的机制不同,激光冲击强化往往能获得比喷丸强化更好的残余压应力深度,同时激光冲击强化的材料的表面残余应力分布也比喷丸强化的材料更均匀.     

电梯曳引电动机在VVVF调速时的机械特性分析

电梯中的曳引电动机实际上就是一台交流异步电动机。交流鼠笼式异步电动机变频变压调速拖动系统的电梯（VVVF交流调速电梯）由于调速时功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能也最好，是交流调速的主要发展方向。本文主要研究的是电梯中的曳引电动机在变频变压调速时的机械特性分析。     

Grain Size Effect on Mechanical Properties Under Biaxial Stretching in Pure Tantalum

Metals and Materials International - This paper reports the mechanical properties and formability under biaxial stretching in pure tantalum as a function of average grain size. The grain size of...     

制动时传动轴动力特性的研究

在实验的基础上,采用回归分析的方法,对起重机各机构传动轴动载系数与传动轴上前、后两组飞轮的转动惯量之间的关系进行了研究,并通过实验,对分别采用电磁制动器和电动液压推杆制动器制动时传动轴的动力特性进行了比较。     

铁磁性材料中机械应力引起的漏磁场

1999年俄罗斯的A．A．ДyбoB教授把金属磁记忆检测和诊断技术介绍到中国后，立即引起了我国无损检测界的广泛关注，人们除希望迅速掌握这一新技术，无损检测出工件中的应力集中区（线），对可能出现的损伤作出早期判断外，更要求能得悉工件中所经受机械应力的性质（拉或压）和具体量值。几年来金属磁记忆法在我国虽然已取得了很多检测与诊断成果，但也出现了一些与预期相反的新情况，因而有必要重新来认识这一与传统无损检测方法理念不尽相同的新技术。     

冷凝液环境下建筑用459不锈钢的耐蚀性分析

研究了单钛稳定和双稳定两种459不锈钢在冷凝液环境下的腐蚀行为。结果表明,单钛稳定459钢中的析出相有Ti N、Ti N+Ti C及Ti C三种形式存在;双稳定459不锈钢中析出相有Ti N+(Nb,Ti)C及(Nb,Ti)(C,N)两种形式存在。在80℃冷凝液环境中双稳定459不锈钢表面钝化膜的化学稳定性高于单稳定459不锈钢。     

酸性大气环境下建筑用L80钢的腐蚀行为研究

研究了酸性大气环境下建筑用L80钢腐蚀行为。结果表明,L80钢在气体温度60℃下腐蚀速率最低;整体上腐蚀速率随着腐蚀时间的增加呈下降趋势;含有H2S气体的环境能够阻碍腐蚀作用,使腐蚀速率下降;含有Cl-溶液和增加溶液流速均使腐蚀速率增加。     

滨海土壤环境下建筑用X80管线钢的耐蚀性分析

研究了滨海土壤环境下建筑用X80管线钢的耐蚀性。结果表明,在模拟滨海土壤环境溶液中,随着浸蚀时间的增加,X80钢试样的平均腐蚀速率明显下降,之后渐渐趋于稳定,并伴有点蚀的发生与发展。钢的腐蚀程度随着浸泡时间的增加而加剧,并且在影响腐蚀的因素中,Cl-是主导因素。经过浸泡60天后,腐蚀层分为三层。     

发动机传动轴断裂模式分析

发动机在外场服役过程中传动轴发生断裂故障,其他多台发动机传动轴在检查中也发现了掉齿和裂纹现象。利用宏微观分析手段对传动轴的裂纹及断口进行分析研究,对其断裂模式进行模拟试验和有限元分析。结果表明:传动轴断裂性质为弯-扭复合疲劳,传动轴裂纹呈现螺旋型扩展是由于传动轴载承受正常扭转载荷下叠加了弯曲载荷,此外,弯矩的存在还改变了传动轴花键上的应力分布。     

NSBN系列板链斗式提升机链条销轴及套筒选材与热处理工艺

通过对NSBN系列板链斗式提升机链条销轴和套筒服役条件和失效形式的分析,用40Cr钢代替42CrMo钢,并调整钢的热处理工艺,使40Cr钢热处理后的力学性能达到或超过原制造材料42CrMo钢,满足链条的服役要求,同时可降低生产成本.     

不同退火工艺下建筑抗震钢板的显微组织和力学性能研究

研究了不含V和含V的两种抗震钢板在退火温度为790~850℃范围内的显微组织和力学性能。结果表明,随着退火温度的升高,抗震钢板中贝氏体含量逐渐增多而多边形铁素体晶粒逐渐细化。A2钢板中的贝氏体弥散分布在铁素体基体上,而A1钢板中的贝氏体呈现条带状分布特征。A2钢板退火后析出了纳米级V(C,N)相,该钢经过830℃退火处理后可以获得较好的综合力学性能。     

激光熔覆涂层在多冲载荷下的应力波特性

应用应力波理论对激光涂层零件在多冲冲击载荷下的应力传播过程进行了试验研究.结果表明:涂层全覆盖基体的试样在多冲载荷下弹性应力波由激光熔覆涂层到基体的传播周期规律是:压缩波→拉伸波→压缩波→拉伸波:涂层的撞击速度和所受到的力成规律性的减小.